Санитарная техника. 5.9.1. Расчет систем отопления

5.9.1. Расчет систем отопления

Воздушная среда производственных помещений предприятий мясной, молочной и рыбной промышленности подвержена различным изменениям: охлаждению, нагреванию, загрязнению газами, парами, пылью и неприятными запахами.

Потери тепла в зданиях происходят через все ограждающие конструкции зданий — наружные и внутренние стены, перекрытия, покрытия, полы, окна, фонари, двери, ворота. Кроме того, помещения охлаждаются холодным наружным воздухом, проникающим через открываемые ворота, двери, окна, технологические проемы, неплотности в ограждающих конструкциях (в том числе в результате инфильтрации).

Для искусственного поддержания температуры воздуха в помещении осуществляют отопление помещения приборами различных конструкций. При этом необходимо предусмотреть использование тепла, выделяемого технологическим оборудованием, сырьем и другими источниками.

При теплопередаче через ограждающие конструкции происходят следующие процессы: восприятие тепла воздуха помещения внутренней поверхностью ограждающих конструкций; передача тепла через материал ограждающей конструкции от внутренней поверхности к наружной; отдача тепла наружной поверхностью ограждающей конструкции в атмосферу.

Изменение температур, соответствующее этим явлениям в ограждающих конструкциях из однородных материалов.

Восприятие тепла. Тепло воздуха помещения, имеющего температуру t_В, воспринимается более холодной поверхностью стены с температурой t₁ (конвективный теплообмен). Процесс восприятия тепла характеризуется криволинейным отрезком t_B-t₁. Мощность теплового потока Q_B (Вт) можно определить по формуле

где а _в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²∙°С);

F— площадь поверхности конструкции, м².

Коэффициент а _в характеризует мощность теплового потока, воспринимаемого 1 м² поверхности ограждающей конструкции при разности температур между воздухом помещения и поверхностью ограждения, равной 1 °С.

Передача тепла через материал ограждающей конструкции. Мощность теплового потока Q_n (Вт), передаваемого через толщину ограждающей конструкции от внутренней поверхности с температурой t₁, к наружной поверхности с температурой t₂, можно определить по формуле

(2)

где λ — коэффициент теплопроводности материала ограждающей конструкции, Вт/(м² ∙ °С);

δ — толщина ограждающей конструкции, м.

Коэффициент теплопроводности λ характеризует мощность теплового потока, проходящего через 1 м однородной ограждающей конструкции при разности температур t₁ - t₂, равной 1 °С.

Если ограждение состоит из нескольких слоев и разных материалов (например, стены холодильников), уравнение (2) примет вид

(3)

Изменение температур, соответствующее процессу теплопередачи, выразится прямолинейным отрезком t₁ - t₂

Теплопередача. Количество тепла Q₀, отдаваемое наружной поверхностью стены с температурой t₂ атмосферному воздуху с температурой t_H, равно

(4)

где а _н — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности конструкции, Вт/(м²∙°С).

Падение температур, соответствующее процессу теплоотдачи, графически изображается криволинейным отрезком t₂ - t_H.

Отдача тепла так же, как и процесс восприятия тепла, осуществляется главным образом конвекцией.

При установившемся процессе потерь тепла через ограждающую конструкцию можно считать, что Q_B = Q_n = Q_H = Q, тогда

(5) (6)

где Q — мощность теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию, Вт;

К — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м²∙°С).

Коэффициент теплопередачи нравен мощности теплового потока, который проходит через 1м² ограждающей конструкции, имеющей толщину δ и теплопроводность материала λ, при разности температур t_B — t_H, равной 1 °С.

Для многослойных ограждающих конструкций

(7)

Таблица 5.115

Климатические данные для расчета отопления и вентиляции